[发明专利]单晶制造装置及单晶制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用切克劳斯基法（Czochralski Method，以下简略为CZ法）的单晶制造装置及单晶制造方法。

背景技术

近年来，制造超高集成半导体元件所使用的基板，主要是使用一种面加工成镜面的硅晶片，所述硅晶片是将由利用CZ法培育的硅单晶所制造而成。

此处，将表示利用习知CZ法的单晶制造装置的一例的略图，示于图5。

如图5所示，利用CZ法制造硅单晶时所使用的单晶制造装置101，通常将容置有原料熔液106的可作升降动作的坩埚109、110、及围绕该坩埚109、110配置的加热器111配置于用以培育单晶108的主室105内，并在该主室105的上部连接设置有用于容置并取出培育后的单晶108的副室(pull chamber)107。

并且，为了将炉内产生的氧化物排出至炉外等的目的，由设置于副室107上部的气体导入口116导入氩气等惰性气体，并通过石墨制成的整流筒104整流至单晶108的附近，由气体流出口117排出。并且，在加热器111的外侧，设置有用于防止由加热器111向主室105导热的绝热构件112，并且所述绝热构件112围绕在加热器111的周围，在此绝热构件112的内侧，设置有用于遮蔽加热器111的辐射热及绝热构件112的扬尘的圆筒形内屏蔽102。

作为具有在这种内屏蔽102的外侧设置有绝热构件112的构造的单晶制造装置，例如，在专利文献1中有所揭示。并且，作为内屏蔽，揭示了一种在内侧部分的下部约2/3的部分处，可以随意装卸地安装有薄壁碳纤维增强碳材料的内屏蔽(inner shield)（参照专利文献2）。

并且，在单晶制造装置101中，设置有绝热环119，所述绝热环119用于防止加热器111及原料熔液106的热量直接辐射到整流筒104或单晶108上。

而且，在培育单晶108时，将安装于籽晶夹具114上的籽晶（晶种）113浸渍于原料熔液106中，之后利用提拉机构（未图示），一边使籽晶113朝向所需方向旋转，一边缓缓地卷起提线115，使单晶108在籽晶113的前端部上成长，另一方面，为了获得所需直径与结晶品质，配合着结晶的成长，使坩埚109、110上升，来补偿因原料减少所引起的熔液面的下降量，并使熔液面的高度始终保持在一定位置。

[先行技术文献]

(专利文献)

专利文献1：日本特开平10-139581号公报

专利文献2：日本特开2002-265297号公报

发明内容

此处，内屏蔽102是使用辐射率较高的石墨材料等，如图6所示，设置为以下形式：内屏蔽102的整个下端与支撑内屏蔽102的同心圆筒形支持构件103接触。

但是，由于石墨材料的导热率较高，因此内屏蔽102直接接受加热器111的辐射，温度较高，并由内屏蔽102向支撑内屏蔽102的支持构件103导热而导致热量散失，保温效果下降。由此，在习知单晶制造装置中，热效率不佳，而且工业成本高，这也是制造时间增加的一个原因。

本发明是有鉴于如上所述的问题而完成，其目的在于提供一种单晶制造装置，所述单晶制造装置可以通过降低由内屏蔽向支持构件的热量散失，来提高炉内保温性，省电并且减少单晶的制造时间。

为了达成所述目的，根据本发明，提供一种单晶制造装置，是利用切克劳斯基法来实行的单晶制造装置，其具备：坩埚，其容置原料；主室，其容置将该原料加热成原料熔液的加热器；及副室，其连接设置于该主室的上部，用以提拉并容置培育后的单晶；所述单晶制造装置的特征在于具有：内屏蔽，其配置于所述加热器与所述主室之间，并隔绝所述加热器的辐射热；及支持构件，其从下方支持该内屏蔽；并且，所述内屏蔽在三处以上的支点处与所述支持构件接触而得以被支持，所述内屏蔽的下端在所述支点以外不与所述支持构件接触。

这样一来，如果具有：内屏蔽，其配置于所述加热器与所述主室之间，并隔绝所述加热器的辐射热；及支持构件，其从下方支持该内屏蔽；并且，所述内屏蔽在三处以上的支点处与所述支持构件接触而得以被支持，所述内屏蔽的下端在所述支点以外不与所述支持构件接触，那么可以减小内屏蔽向支持构件的传热面积，并降低由内屏蔽向支持构件的热量散失，还可以提高炉内保温性。其结果为，可以省电并且减少原料的熔化时间，从而可以减少单晶的制造时间。

此时，优选为，所述内屏蔽与所述支持构件经由棒状构件而作接触，该棒状构件的横截面积总计为200cm²以下。